电力系统继电保护自动专业巡检技术研究

电力系统继电保护自动专业巡检技术研究

张俊昌

内蒙古包头供电公司变电管理二处   014030

摘要：在电力系统中，继电保护是确保电网稳定和设备安全运行的关键组成部分。然而，传统的继电保护巡检方式存在效率低、成本高的问题。为解决这一问题，本文基于自动化技术，探讨了电力系统继电保护自动专业巡检技术。通过引入先进的传感器、数据分析和人工智能技术，实现了对继电保护设备的全面监测和实时分析，提高了巡检效率和准确性。

关键词: 继电保护; 隐患治理; 专业巡检;

1.引言

电力系统的可靠性和稳定性直接影响着能源供应和社会运行。而继电保护系统在电力系统中扮演着异常检测和设备保护的关键角色。传统的巡检方式通常由人工进行，存在巡检频次低、工作效率慢、难以全面监测等问题。因此，引入自动专业巡检技术成为提高继电保护系统运行效率的必然选择。

2.自动专业巡检技术的应用

D5000平台故障信息处理系统是一套布置在调度数据网安全II区的继电保护信息收集系统，使用对象为继电保护专业技术人员和调度员，其功能主要是远程获取变电站继电保护装置的运行数据，用于变电站故障后保护动作信息的远程收集。该系统主要由位于变电站内的保信子站、故障录波子站和位于调控中心的主站系统构成，子站装置与站内继电保护装置、故障录波装置通信，获取装置内的运行数据和故障报文、录波数据等信息，然后通过调度数据网上送至主站系统。该系统能够采集继电保护装置中的所有运行信息，包括定值、模拟量采样数据、功能压板和软压板状态、开关量状态、故障报文、告警事件报文、保护故障录波报文，并可以从站内故障录波装置中获取独立的故障录波数据。其功能定位主要用于变电设备故障后远程收集与故障元件有关的继电保护装置动作报文和录波数据，并归集形成故障简报推送给D5000系统下的智能告警功能模块，及时提供故障信息，便于事故处理。同时，为继电保护专业技术人员提供详细的故障信息和数据，便于事故分析。

2.1自动专业巡检算法制定

故障信息处理系统主要侧重于故障后信息的归集，却并未有效利用正常运行中的信息。实际上故障信息处理系统可以提供二次系统专业巡视工作中对于装置运行数据的检查内容，如定值、模拟量、开关量、软压板、异常告警信号灯检查所需的绝大部分现场数据，只是这些数据目前处于闲置状态。通过对该系统数据进行二次处理，可以实现专业巡检的自动化。本文提出通过主站系统远程采集保护装置的定值、模拟量采样信息、压板信息、开关量信息及异常报文等信息，设置对比基准或一定的规则，实现装置运行数据的校核，其架构如
图1所示。以下以保护定制核对和模拟量校核为例说明自动巡检算法。

图1继电保护自动专业巡检系统架构

2.1保护定值核对

继电保护定值是确保保护功能可靠有效的根本前提。现场专业巡检往往需要运行人员、检修人员参照运行定值单对装置中定值逐项核对，费时耗力，且可能因人为疏漏出现核对错误。在推行二次专业巡检后，定值错误导致保护不正确动作案例仍时有发生。采用自动巡检算法后，软件自动核对所有定值，提高了精益化程度和准确度。保护定值自动核对算法主要包括基准定值录入(设置)、定值自动核对及生成核对结果三部分。1)基准定值单的设置。实现的方式有三种:一是收集各地市(区)公司在用的各类型继电保护设备的定值单，按设备类型进行核对，并最终形成全网统一格式的定值单;二是与定值整定计算程序接口，开发专用的格式;三是通过召唤继电保护装置内的当前定值，通过人工核对后固化为定值核对的基准，本文中采用第三种方式。2)定值核对。支持手工选择指定保护或自动对选定的批量保护召唤实际运行定值，与选定的基准值进行比对，不一致时差异、高亮显示，并给出告警。3)生成核对结果。核对完毕后，可生成全部设备核对记录表，并对异常的定值单和装置给出告警信息。运行人员根据告警信息，及时进行定值定向核对修正，工作承载力将得到显著提高。

2.2模拟量校核

现场专业巡检模拟量的主要方式是对装置模拟量进行逐一检查，同样存在人为疏漏问题，特别是异常情况判断严重依赖于巡检人员自身技术水平，存在巡检不到位问题。自动专业巡检主要针对电流电压采样值，进行多数据源之间幅值和相位的比对及三相不平衡度的计算，智能判别模拟量的正确性。对于220kV级以上电压等级继电保护装置为双重化配置，两套装置的采样回路独立，可以对两套装置的采样数据逐项进行相互比对校验。110kV电压等级继电保护装置为单套配置时，对采样间隔保护与母线保护对应间隔的模拟量采样数据进行比对，并需要有变比折算的参数设置功能。考虑到采样环节中各种误差，两套保护装置的采样值不可能完全一致，设置误差在5%之内即认为一致;双重化配置的两套保护一般为两个厂家的装置，其上送的模拟量数据不完全一致，仅针对两套保护装置上送的三相电压、电流、差动电流及零序电压电流等进行比对。对各装置采样的三相电压或电流进行不平衡度计算，以检查幅值及相位是否平衡，主要步骤如下。1)召唤模拟量。支持手工选定保护或设定批量设备自动进行模拟量召唤。2)三相电流电压平衡检查。对保护设备回应的模拟量结果进行分析计算，检查幅值和相角是否平衡。3)与主(备)保护一致性检查。核查同个一次设备下主、备保护或同一个间隔下多个保护、测控之间的三相电流、电压值的一致性，对比误差大于5%时按不一致处理。4)告警。对于发现不一致、越限或越变化率的情况进行告警提示。5)校核结果。校核完毕后，支持生成全部设备检查记录表。

3技术面临的挑战与展望

3.1安全性问题

自动专业巡检技术在电力系统中的广泛应用面临着重要的安全性挑战。随着信息的数字化和网络化，数据的传输和存储涉及大量敏感信息，如电网拓扑结构和设备状态。为应对这一挑战，必须采取一系列的安全措施：

3.1.1数据加密与隐私保护：引入先进的数据加密技术，确保传输的数据在整个过程中不被窃取或篡改。同时，建立隐私保护机制，合理规范数据采集和使用，保障用户隐私。

3.1.2网络安全防护：加强网络安全防护体系，采用防火墙、入侵检测系统等技术，有效阻止潜在的网络攻击。建立实时监控机制，及时发现和应对网络威胁。

3.1.3合规性与法规遵循：遵循相关法规，确保自动专业巡检技术的应用符合法律法规的要求。建立合规性审核机制，确保系统设计和运行符合国家和行业标准。

3.2技术标准化

为实现自动专业巡检技术的广泛应用和推广，必须解决技术标准化面临的挑战。技术标准化对于设备的互操作性、系统的稳定性以及行业的健康发展至关重要。

3.2.1制定统一的技术标准：由相关行业协会和标准化组织牵头，制定自动专业巡检技术的统一标准。这将有助于不同厂家生产的设备和系统能够兼容和协同工作，推动整个行业的一体化发展。

3.2.2定期更新和维护：技术标准应具备灵活性，能够随着技术的发展进行定期更新。建立标准维护机制，及时调整和适应新兴技术，确保标准的实用性和前瞻性。

3.2.3推动国际标准化：自动专业巡检技术的标准化不仅需要在国内进行，还需要推动国际标准化进程。这将促进全球范围内的技术合作和信息交流，推动行业的国际化发展。

4结论

本文通过对电力系统继电保护自动专业巡检技术的研究，展示了其在提高效率、降低成本、增强安全性方面的显著优势。随着技术的不断发展，自动专业巡检技术将为电力系统的稳定运行和设备保护提供更可靠的支持，推动电力行业朝着智能化和自动化的方向迈进。

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参考文献

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